KR20180097430A - 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치에 관한 것으로서, 내부 공간이 형성되고 일측이 접지되며, 일측에 공정 가스가 유입되는 가스 유입구가 형성되는 챔버; 상기 챔버 내에 형성되면서 기판이 안착되는 기판 홀더; 상기 챔버의 상부측에 설치되고, 상방으로 만곡진 곡면 형상으로 형성되어 2차 전자를 방출하는 캐소드; 상기 캐소드의 하측으로 평균 자유 행로 내에 설치되고, 상기 캐소드에 대응되는 형상의 곡면 상에 다수의 홀이 형성되어 라인 형태의 전자빔을 방출하는 애노드, 상기 캐소드의 초점 위치 하측에 설치되어 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔을 상기 기판으로 집중시키는 마그네틱 렌즈; 및 상기 마그네틱 렌즈와 기판 홀더 사이에 설치되면서 고전압에 의해 2차 전자를 가속시키는 그리드 전극을 포함한다. 따라서, 본 발명은 다수의 홀이 형성된 애노드와 캐소드가 기설정된 곡률반경을 가지는 곡면 형상으로 형성되어 캐소드의 초점 위치에 라인 형태의 전자빔을 방출하고, 배기(Outgassing)되는 잔유 가스의 진입을 차단하여 기화물질의 오염을 방지할 수 있어 안정적이고 아크 방전 등의 발생없이 플라즈마 발생 및 경화 공정을 수행할 수 있다.

Description

라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치{ Line Type Focused Electron Beam Emission Device}
본 발명은 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기설정된 곡률반경을 가지는 캐소드와 애노드를 이용하여 라인 형태의 집중화된 전자빔을 대상물에 방출할 수 있고, 배기(Outgassing)되는 잔유 가스의 진입을 차단하여 기화물질의 오염을 방지할 수 있는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치에 관한 것이다.
전자빔 방출장치는 고 에너지를 이용하여 전자를 방출하여, 가공품의 표면을 녹이거나 개질하는 등 여러 가지 가공하는 장치로서, 공간 속의 전자를 집속한 전자빔은 RF 발진 및 증폭기, 디스플레이, 가속기, 전자현미경, 센서, 각종 공정 장비 등 다양한 산업 및 연구용 장비에 널리 활용되고 있다.
이러한 전자빔 방출장치를 응용하여 나노 단위로 가공하는 전자빔 가공기술은 1960년대 전후로 개발된 전자주사 현미경을 기반으로 하며, 전자의 에너지를 이용하여 나노 크기의 패턴을 제작하는 기술로 전자총에서 방출된 운동 에너지를 가진 전자를 집속하고 정밀하게 편향시켜 스캔하는 방식으로 대상물 레지스트를 가공(노광)한다.
전자빔 가공 기술은 나노 크기의 집속빔을 원하는 패턴에 따라 하나씩 조사하게 되므로 반도체 제조용 마스크 제작, MEMS 소자 제작, 나노 크기의 스탬프 제작 등에 많이 활용된다.
종래에는 전자빔 가공 기술을 이용하여 스핀 온 그래스(Spin 0n glass) 막, 폴리이미드(Polyimide) 막 등을 제조할 경우에, 전자빔 방출 장치는 해당 박막을 기판 지지대에 올려놓고 박막보다 큰 면적의 전자빔을 이용하여 박막의 상부와 하부가 균일하게 경화시키는 공정을 수행한다.
이러한 경화 공정의 진행시, 점차적으로 캐소드 표면에 오염물의 증착으로 인한 전자빔의 효율저하에 따라 경화 시간이 장시간 소요되고, 캐소드의 공정 중 발생하는 배기(outgassing)에 의한 전자빔 오염 등으로 안정적인 운영이 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 대상물로부터 나오는 가스흄(gas fume), 기화물질 등의 전자빔 내부 오염에 의하여 연속적인 공정 진행이 어려우며, 이로 인해 아크 발생 등으로 전극 표면을 손상 시키는 등의 전자빔 수명이 상당히 제한적이라는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2016-0132269호 "대기용 전자빔 방출장치" 한국등록특허 제089563호 " 전자빔 방출장치"
본 발명은 기설정된 곡률반경을 가지는 캐소드와 애노드를 이용하여 캐소드의 초점 위치에 라인 형태의 집중화된 전자빔이 형성되도록 하고, 배기(Outgassing)되는 잔유 가스의 진입을 차단하여 기화물질의 오염을 방지할 수 있는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치를 제공한다.
본 발명의 일측면에 따른 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는내부 공간이 형성되고 일측이 접지되며, 일측에 공정 가스가 유입되는 가스 유입구가 형성되는 챔버; 상기 챔버 내에 형성되면서 기판이 안착되는 기판 홀더; 상기 챔버의 상부측에 설치되고, 상방으로 만곡진 곡면 형상으로 형성되어 2차 전자를 방출하는 캐소드; 상기 캐소드의 하측으로 평균 자유 행로 내에 설치되고, 상기 캐소드에 대응되는 형상의 곡면 상에 다수의 홀이 형성되어 라인 형태의 전자빔을 방출하는 애노드, 상기 애노드의 하측에 설치되어 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔을 상기 기판으로 집중시키는 마그네틱 렌즈; 및 상기 마그네틱 렌즈와 기판 홀더 사이에 설치되면서, 고전압에 의해 2차 전자를 가속시키는 그리드 전극을 포함하여 구성되고, 상기 캐소드와 애노드는 5mm ~ 1000㎜ 범위의 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 마그네틱 렌즈와 그리드 전극이 교번하여 적층되는 구조를 통해 상기 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔의 방출 경로를 안내하는 터널부를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 터널부의 최하단에는 외부 가스가 터널부 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 가스 실드가 추가적으로 형성되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 적층되게 배치되는 마그네틱 렌즈와 그리드 전극 사이에는 터널부 내부 공간을 진공 상태로 유지하기 위한 진공 라인이 추가적으로 형성되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔이 집속되는 초점 위치에 설치되고, 배기(Outgassing)되는 잔유 가스의 진입을 차단하기 위해 가스를 분사하는 가스 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 캐소드와 애노드는 캐소드와 애노드는 중심에서 양측으로 갈수록 곡률반경이 작아지거나 또는 중심에서 양측으로 갈수록 곡률반경이 커지는 형태의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 챔버의 일측에 형성되고, 상기 공정 가스를 배기시켜 상기 챔버 내의 진공 상태를 유지하는 진공 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 상기 캐소드와 애노드를 설치하기 위한 일정 공간이 형성되고, 하측으로 갈수록 반경이 좁아지는 원뿔대 형상으로 하방에 개구가 형성되는 구조로 구성되는 전자빔 관체를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는, 다수의 홀이 형성된 애노드와 캐소드가 기설정된 곡률반경을 가지는 곡면 형상으로 형성되어 캐소드의 초점 위치에 라인 형태의 집중화된 전자빔을 방출하고, 배기(Outgassing)되는 잔유 가스의 진입을 차단하여 기화물질의 오염을 방지할 수 있어 안정적이고 아크 방전 등의 발생 없이 플라즈마 발생 및 경화 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치의 구성을 설명하는 도면
도 2는 도 1의 캐소드와 애노드의 구성을 설명하는 도면
도 3과 도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치의 구성을 설명하는 도면
도 4는 도3에 도시된 터널부(200)의 구조를 설명하기 위한 도면
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치의 구성을 설명하는 도면이고, 도 2는 도 1의 캐소드와 애노드의 구성을 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치(100)는, 챔버(110), 기판 홀더(120), 캐소드(130), 애노드(140), 전자빔 관체(150), 가열 수단(125), 마그네틱 렌즈(160) 및, 그리드 전극(170)을 포함한다.
챔버(110)는 내부 공간이 형성되고 일측이 접지되며, 상부측에 공정 가스가 유입되는 가스 유입구(101)가 형성되고, 하부측에 공정 가스가 배출되는 가스 배출구(102)가 형성된다. 여기서, 공정 가스는 질소(N2), 아르곤(Ar) 및 헬륨(He) 등의 불활성 기체가 사용될 수 있다. 또한, 상기 챔버(110)의 일측에는 진공 라인(미도시)이 형성되고, 공정 가스를 배기시켜 챔버(110) 내의 진공 상태를 유지한다. 이러한 진공 라인은 가스 배출구(102)의 일측에 형성되어 챔버(110) 내의 가스를 외부로 배출시킨다.
기판 홀더(120)는 챔버(110)의 하부측에 형성되어 기판(121)이 안착된다.
캐소드(130)는 챔버(110) 내부 공간의 상단부에 설치되어 음전압이 인가되면 2차 전자를 방출한다. 이러한 캐소드(130)는 일함수가 낮은 텅스텐, 알루미늄, 카본, 그래파이트, 카본 나노 튜브(CNT) 등의 재질을 사용한다.
애노드(140)는 캐소드(130)의 하측으로 설치되고, 캐소드(130)의 평균 자유 행정 거리 내에 위치하며, 기설정된 곡률반경을 가진 곡면 상에 다수의 홀(141)이 형성되어 라인 형태의 전자빔을 방출한다. 이러한 애노드(140)는 전기 저항이 낮은 재질로 그물망 형상으로 형성되고, 카본 등으로 코팅될 수 있다.
이때, 캐소드(130)와 애노드(140)는 도2에 도시된 바와 같이 라인 형태의 집중화된 전자빔을 구현하기 위해 일정 방향, 예컨대 캐소드(130) 기준으로 길이 방향에 대해 상방으로 만곡진 곡면 형상으로 형성된다. 여기서, 캐소드(130)와 애노드(140)의 곡률반경이 너무 작으면 전자빔이 집중되는 부분의 밀도가 현저히 줄어들고, 곡률반경이 너무 크게 되면 초점 위치가 길어져 구현시 공간적 제약이 발생하는 바, 캐소드(130)와 애노드(140)는 5mm ~ 1000㎜ 범위의 곡률 반경을 가질 수 있다. 바람직하게는 15mm ~100mm 범위의 곡률 반경을 가질 수 있다.
또한, 상기 캐소드(130)와 애노드(140)는 서로 다른 곡률 반경을 가질 수 있으며, 바람직하게는 캐소드와 애노드의 곡률반경은 50% 이내 범위에서 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 캐소드(130)와 애노드(140)의 형상은 도1에 도시된 콘케이브 형상으로 한정되는 것은 아니며, 하나의 초점 위치를 갖는 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 예컨대, 전자빔이 보다 짧은 초점거리를 갖도록 하기 위하여 캐소드와 애노드는 중심에서 양측, 보다 상세하게는 챔버(110) 상단을 기준으로 하측방향으로 갈수록 곡률반경이 작아지는 포물선 형상이거나 또는 중심에서 양측으로 갈수록 곡률반경이 커지는 형태의 형상으로 이루어질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 캐소드(130)의 전압에 의해 생성된 2차 전자는 애노드(140)의 홀(141)을 통과하여 라인 형태의 전자빔으로 방출되고, 이때, 전자빔을 일정 면적의 초점거리 내에 모이게 하는 방식으로 전자 밀도를 10배 ~ 100 배 높일 수 있으며, 기판(121)을 스캔 또는 회전시키는 운동으로 공정 진행이 가능하다.
가열 수단(125)은 기판 홀더(120)의 하부에 설치되고, 기판(121)의 상면에 형성된 박막을 경화시키는 것으로서, 적외선 램프, 전기 히터 등이 사용될 수 있다.
전자빔 관체(150)는 내부에 상기 캐소드(130)와 애노드(140)를 설치하기 위한 일정 공간이 형성되고 상측에서 하측으로 갈수록 반경이 좁아지는 원뿔대 형상으로서 하방에 개구가 형성된다. 이때, 전자빔 관체(150)는 챔버(110) 내부를 전자빔 발생 공간과 기판 공정 공간으로 분할하는 역할을 수행한다.
또한, 전자빔 관체(150)는 개구의 Z축 좌표가 캐소드(130)의 초점위치(A)의 Z축 좌표와 동일한 깊이가 되도록 형성된다.
마그네틱 렌즈(160)는 애노드(140)로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔이 초점 위치(A)에 집속되면, 이 집속된 전자빔을 다시 기판(121)으로 집중시키는 역할을 수행한다.
그리드 전극(170)은 마그네틱 렌즈(160)와 기판 홀더(120) 사이에 설치되고, 그리드 전극(17)에 인가된 고전압에 의해 2차 전자가 가속되어 전자빔의 밀도를 10배 ~ 100배로 높일 수 있어 기판(121) 상에 형성된 박막을 빠른 시간내에 경화시킬 수 있다. 이때, 그리드 전극(170)에 10 ~ 200KV의 고전압이 인가된다. 그리고, 상기 그리드 전극(170)은 적어도 하나 이상의 홀이 형성되는 것으로, 일정 길이를 갖는 슬릿 구조의 그리드로 구현될 수 있다.
또한, 상기 전자빔 관체(150)의 일측에는 캐소드(130)의 오염을 방지하기 위해 가스 노즐(180)이 설치되어 라인 형태의 전자빔이 집속되는 초점 위치(A)의 상부에서 가스를 분사함으로써 배기(Outgassing)되는 잔유가스의 진입을 차단할 수 있다.
이와 같이 구성된 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치가 기판(121)에 형성된 박막을 경화시키는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
박막이 형성된 기판(121)이 챔버(110) 내의 기판 홀더(120)에 안착되면, 진공 라인(150)이 작동하여 챔버(110)의 내부 공간이 진공 상태가 된다.
이후, 가스 유입구(101)를 통해 캐소드(130)와 애노드(140) 사이에 공정 가스가 공급되고, 챔버(110) 내로 유입된 공정 가스가 평균 자유 행로 내에 위치된 애노드(140)에 의해 전리되면서 이온화되고, 이온화된 가스 입자가 캐소드(130)에 인가된 음전압에 의해 가속되어 캐소드(130)에서 2차 전자를 발생하며, 2차 전자가 다수의 홀(141)이 형성된 애노드(140)를 통과하면서 캐소드(130)의 초점 위치(A)에 집속된다.
애노드(140)는 평균 자유 행정 거리 내에 위치하고 있어 애노드(140)와 캐소드(130) 사이에서 원활한 가스 이온화가 진행되도록 한다.
초점 위치(A)에 집속된 전자빔은 마그네틱 렌즈(160)에 의해 다시 기판(121) 측으로 집중되고, 그리드 전극(170)의 홀을 통과하면서 기판(121) 측으로 이동하는데, 그리드 전극(170)에 인가된 고전압에 의해 가속되면서 하측으로 이동한다. 하측으로 이동한 2차 전자는 기판(121)의 상면에 형성된 박막 내부에 침투하게 된다.
기판(121)에 형성된 박막에 침투된 전자는 박막 내부의 수분 및 용매가 배출되도록 하여 크로스 링킹(Cross linking)이 가속되어 경화가 진행된다. 이때, 가열 수단(125)에 의한 가열 작업으로 박막의 상부와 하부가 균일하게 경화될 수 있다.
기판(121) 상에 라인 형태의 전자빔 방출이 완료되면, 기판 홀더(120)에서 기판을 언로딩하여 박막의 경화 공정을 완료한다.
이와 같이, 본 발명의 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치는 라인 형태의 전자빔을 이용하여 폴리이미드 막 등의 절연물질 등을 경화시킬 수 있고, 전자빔의 에너지를 조절하여 공정 가스의 전리하여 공정 조건을 바꿀 수 있고, 플라즈마를 형성하여 박막의 식각 및 증착에 이용할 수 있다.
한편, 도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치의 구성을 설명하는 도면이고, 도 4는 도 3의 터널부(200)의 구성을 설명하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전자빔 관체(150)의 하측에 설치되는 마그네틱 렌즈(160)와 그리드 전극(170)은 터널 구조로 이루어지는 터널부(200)로 일체화되는형태로 이루어질 수 있다. 터널부(200)는 캐소드(130)의 초점 위치 하측, 보다 상세하게는 상기 전자빔 관체(150)의 하단으로부터 하방으로 일정 길이 연장되는 형태로 구성될 수 있다.
예컨대, 상기 터널부(200)는 도4 (X)에 도시된 바와 같이, 전자빔 방출 경로 주변으로 적어도 하나 이상의 마그네틱 렌즈(160)와 그리드 전극(170)이 길이 방향(전자빔이 방출되는 방향)으로 교번되게 적층되는 형태로 구성된다. 이때, 상기 마그네틱 렌즈(160)와 그리드 전극(170)은 사용자가 전기적인 입력 레벨, 예컨대 전류 또는 전압 레벨을 임의로 조절할 수 있도록 구성된다. 즉, 이를 통해 전자빔의 폭, 가속 전압, 펄스 폭 등의 전자빔 상태를 변화시켜 방출하는 것이 가능하다.
또한, 상기 터널부(200)는 도4 (Y)에 도시된 바와 같이, 기판(121)에서 발생되는 가스흄 등의 외부 가스가 터널부(200) 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 가스 실드(210)가 최하단에 추가적으로 형성될 수 있다. 이에 따라 전자빔의 내부 오염을 방지할 수 있음은 물론, 캐소드(130)에서의 아크 발생을 차단하여 보다 안정적인 전자빔을 발생시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 터널부(200)는 도4 (Y)에 도시된 바와 같이, 적층되게 배치되는 마그네틱 렌즈(160)와 그리드 전극(170) 사이에는 터널부(200) 내부 공간을 진공 상태로 유지하기 위한 진공 라인(220)이 추가적으로 형성될 수 있다. 이는 챔버(110) 내부의 진공 상태를 고려하여 전자빔이 방출되는 터널부(200) 내부 공간의 진공 상태를 조절함으로써, 보다 안정적으로 전자빔의 운용이 가능하게 된다.
한편, 도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치의 구성을 설명하는 도면으로, 도5에 도시된 바와 같이 터널부(200)는 일측으로 절곡된 형상 즉, 니은자 형상("ㄴ")으로 형성될 수 있다. 이 경우 기판(120)은 터널부(200)를 통해 방출되는 전자빔에 의해 증착 또는 에칭(식각) 공정등을 수행할 수 있는 적절한 형태로 챔버(110) 내에 배치될 수 있다.
또한, 터널부(122)가 일측으로 절곡된 형상 즉, 니은자 형상("ㄴ")으로 형성된 구조에 있어서, 도6에 도시된 바와 같이 상기 기판(121)이 도1 또는 도3과 같이 챔버(110)의 내부 하측에 배치되되, 터널부(200)를 통해 방출되는 전자빔의 하단에 위치되는 구조에도 적용하여 실시할 수 있다. 이때, 도6의 구조에 있어서는 기판(121)이 형성된 상측으로 공정 가스를 유입하기 위한 가스 유입구(300)가 추가로 설치되고, 기판(121)의 상측에서 가스 유입구(300)를 통해 유입된 공정가스가 낙하하면서 전자빔에 의해 전리되어 플라즈마를 형성함으로써, 기판(121)에 대한 에칭 또는 증착 등의 공정을 보다 용이하게 하기 위함이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 : 챔버 120 : 기판 홀더
121 : 기판 125 : 가열 수단
130 : 캐소드 140 : 애노드
150 : 전자빔 관체 160 : 마그네틱 렌즈
170 : 그리드 전극 180 : 가스 노즐
200 : 터널부 300 : 가스 유입구

Claims (10)

  1. 내부 공간이 형성되고 일측이 접지되며, 일측에 공정 가스가 유입되는 가스 유입구가 형성되는 챔버;
    상기 챔버 내에 형성되면서 기판이 안착되는 기판 홀더;
    상기 챔버의 상부측에 설치되고, 상방으로 만곡진 곡면 형상으로 형성되어 2차 전자를 방출하는 캐소드;
    상기 캐소드의 하측으로 평균 자유 행로 내에 설치되고, 상기 캐소드에 대응되는 형상의 곡면 상에 다수의 홀이 형성되어 라인 형태의 전자빔을 방출하는 애노드,
    상기 캐소드의 초점 위치 하측에 설치되어 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔을 상기 기판으로 집중시키는 마그네틱 렌즈; 및
    상기 마그네틱 렌즈와 기판 홀더 사이에 설치되면서 고전압에 의해 2차 전자를 가속시키는 그리드 전극을 포함하여 구성되고,
    상기 캐소드와 애노드는 5mm ~ 1000㎜ 범위의 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마그네틱 렌즈와 그리드 전극이 교번하여 적층되는 구조를 통해 상기 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔의 방출 경로를 안내하는 터널부를 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터널부는 일측으로 절곡된 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 터널부의 최하단에는 외부 가스가 터널부 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 가스 실드가 추가적으로 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 적층되게 배치되는 마그네틱 렌즈와 그리드 전극 사이에는 터널부 내부 공간을 진공 상태로 유지하기 위한 진공 라인이 추가적으로 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  6. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애노드로부터 가속화된 라인 형태의 전자빔이 집속되는 초점 위치에 설치되고, 배기(Outgassing)되는 잔유 가스의 진입을 차단하기 위해 가스를 분사하는 가스 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  7. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버의 일측에 형성되고, 공정 가스를 배기시켜 상기 챔버 내의 진공 상태를 유지하는 진공 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  8. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐소드와 애노드는 서로 다른 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  9. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐소드와 애노드는 중심에서 양측으로 갈수록 곡률반경이 작아지거나 또는 중심에서 양측으로 갈수록 곡률반경이 커지는 형태의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
  10. 제1항 또는 제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐소드와 애노드를 설치하기 위한 일정 공간이 형성되고, 하측으로 갈수록 반경이 좁아지는 원뿔대 형상으로 하방에 개구가 형성되는 구조로 구성되는 전자빔 관체를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라인 형태의 집중화된 전자빔 방출 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2861215B1 (fr) * 2003-10-20 2006-05-19 Calhene Canon a electrons a anode focalisante, formant une fenetre de ce canon, application a l'irradiation et a la sterilisation
JP7031977B2 (ja) * 2018-02-05 2022-03-08 株式会社大一商会 遊技機

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102118604B1 (ko) * 2018-12-14 2020-06-03 박흥균 라인 형태의 이온빔 방출 장치
CN117612912A (zh) * 2024-01-22 2024-02-27 电子科技大学 一种用于微焦点x射线管的两次聚焦冷阴极电子枪

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